食品工業(yè)中生物工程技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：隨著世界人口的不斷增長，以及人們生活水平的顯著提高，社會對食品的需求在不斷加強(qiáng)。而生物工程技術(shù)作為一項應(yīng)用微生物、動植物細(xì)胞以生產(chǎn)具有應(yīng)用價值產(chǎn)物的新型技術(shù)，在食品工業(yè)中得到了飛速的發(fā)展和應(yīng)用。本文重點分析了基因工程、酶技術(shù)以及發(fā)酵工藝等生物工程技術(shù)在食品生產(chǎn)、加工中的應(yīng)用，對于提高食品生產(chǎn)加工效率，以及對生物工程技術(shù)的進(jìn)一步研究具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：生物工程技術(shù)；食品工業(yè)；應(yīng)用

生物工程技術(shù)是一項依靠微生物、動植物體作為反應(yīng)容器進(jìn)行生產(chǎn)加工的科學(xué)技術(shù)，興起于20世紀(jì)70年代，結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)形成了與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、食品、能源等行業(yè)相結(jié)合的綜合型技術(shù)。生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用主要包括了基因工程、酶工程、細(xì)胞工程和發(fā)酵工程等。以上技術(shù)在食品生產(chǎn)加工的各個環(huán)節(jié)均有重要的應(yīng)用。

1.生物工程技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.1動物源性與植物源性食品的改良

通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使植物和動物獲得某些特定的優(yōu)良性狀，以達(dá)到改良食品成分、產(chǎn)量、營養(yǎng)價值等效果。其在動物源性食品生產(chǎn)上的應(yīng)用尚處于研究階段，實驗顯示，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良的動物具有生長速度加快、肉質(zhì)提高、抗病能力增強(qiáng)等特點，如通過生物技術(shù)改變牛乳成分，生產(chǎn)含有豐富改良蛋白的牛乳，降低牛乳中的乳糖含量。而在農(nóng)作物上的應(yīng)用主要著眼于在增強(qiáng)作物產(chǎn)量以及抗病蟲害能力。例如通過基因修飾技術(shù)提高馬鈴薯中的碳水化合物，控制小麥面粉的黏彈性和加工性能等。除了直接對動植物采用基因修飾技術(shù)以外，還可以利用生物技術(shù)生產(chǎn)畜用激素，提高牛乳產(chǎn)量，或增加禽畜的瘦肉比例等。但需要指出的是，采用基因技術(shù)生產(chǎn)的食品安全性一直受到質(zhì)疑，相關(guān)問題還有待進(jìn)一步研究。

1.2新型食用資源的開發(fā)與生產(chǎn)

生物工程技術(shù)可以開發(fā)生產(chǎn)多種新型食用資源，其中較受關(guān)注的有微生物蛋白等。微生物蛋白也叫單細(xì)胞蛋白，是用工農(nóng)業(yè)廢料和石油廢料人工培養(yǎng)生產(chǎn)的微生物菌體。微生物蛋白并不是純蛋白，而是包含有豐富蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、核酸以及維生素、無機(jī)物等混合物組成的細(xì)胞團(tuán)。由于采用微生物繁殖，微生物蛋白的原料來源極為廣泛，秸稈、木屑、有機(jī)廢水、石油、乙醇等廢物廢料都可以作為微生物蛋白的生產(chǎn)原料；同時，微生物蛋白的生產(chǎn)效率很高，產(chǎn)量高且不受地區(qū)、季節(jié)和氣候限制。在應(yīng)用上，微生物蛋白不僅可以作為營養(yǎng)豐富的飼料蛋白，還可以加工生產(chǎn)“人造肉”等食品。由于微生物蛋白中氨基酸種類豐富，并含有多種微生物，可以彌補(bǔ)一般糧食中氨基酸種類不全的缺點，常用來加工生產(chǎn)食品添加劑以提高食品的營養(yǎng)價值。需要特別說明的是，在目前生產(chǎn)的微生物蛋白中，由于核酸含量過高，有引起痛風(fēng)等疾病的風(fēng)險，其安全性仍待進(jìn)一步研究和改善。

1.3發(fā)酵飲料的生產(chǎn)與改良

飲料作為食品工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，越來越多的生物技術(shù)在其中得到了廣泛而高效的應(yīng)用。其應(yīng)用主要集中于發(fā)酵飲料的改良、酶工程在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用以及果膠酶的使用等。發(fā)酵飲料是應(yīng)用微生物活動制造的風(fēng)味獨特而營養(yǎng)豐富的飲料產(chǎn)品，發(fā)酵乳以動物乳為原料，將乳酸菌、酵母菌等特定微生物加入殺菌后的動物乳中，經(jīng)混合發(fā)酵制成，由于其營養(yǎng)價值和口感較好，受到消費者的廣泛歡迎；植物蛋白發(fā)酵飲料與發(fā)酵乳類似，由蛋白質(zhì)含量較高的核果類接種乳酸菌制成，容易被人體吸收。在現(xiàn)代的啤酒生產(chǎn)中，應(yīng)用了固定化啤酒酵母技術(shù)，通過將酵母細(xì)胞固定在基質(zhì)材料中，來縮短啤酒發(fā)酵時間，提高發(fā)酵質(zhì)量；同時利用β-葡聚糖酶講解β-葡聚糖以提高啤酒的持泡性。果膠酶在果汁生產(chǎn)中主要起到將果汁提取、澄清、過濾的作用。目前主要使用多種不會產(chǎn)生毒素的曲霉作為產(chǎn)酶菌，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于果汁果酒的工業(yè)生產(chǎn)。

2.生物工程技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用

2.1生產(chǎn)食品添加劑

常用的食品添加劑按制備途徑可以分為天然食品添加劑、化學(xué)合成添加劑以及生物技術(shù)制備添加劑等。其中生物技術(shù)的主要應(yīng)用有調(diào)味品的制備，即以豆泊、高粱、麩皮等為原料，選擇合適的菌株發(fā)酵以制備呈特定味道的可食用物質(zhì)。如利用枯草桿菌生產(chǎn)核苷酸以制備味精，利用醋酸桿菌發(fā)酵乙酸生產(chǎn)食醋等；還可以利用生物技術(shù)制備食品著色劑，市面上由微生物發(fā)酵制得的著色劑有紅曲紅色素、β-胡蘿卜素、維生素B等，一些帶有鮮艷顏色的食品，如紅腐乳等也是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物；另外，利用微生物生產(chǎn)的增稠劑如黃原膠等也得到了一定的應(yīng)用。

2.2在食品保鮮防腐上的應(yīng)用

生物保鮮技術(shù)的一般機(jī)理為隔離食品與空氣的接觸，以延緩氧化作用；或者利用本身具有良好抑菌作用的生物保鮮劑，以起到防腐保鮮的作用。例如使用微生物及其代謝產(chǎn)物保鮮，就是利用微生物產(chǎn)生抗生素或抗菌肽，以抑制果蔬表面的細(xì)菌、真菌、原蟲等微生物。另外，還可以利用天然提取物中的活性物質(zhì)來抑制果蔬中酶的活性，以及在果蔬表面形成抗氧化膜，以達(dá)到保鮮防腐的效果。

2.3在食品安全檢測中的應(yīng)用

生物技術(shù)在食品安全檢測中也得到了廣泛應(yīng)用。基因探針法又叫做分子雜交技術(shù)，是利用DNA堿基互補(bǔ)配對的特性來監(jiān)測DNA序列的一項技術(shù)，通常用來監(jiān)測食品中存在的大腸桿菌、沙門氏菌和葡萄球菌等有害微生物，其精確度高且操作便捷，不足之處是成本較高；而生物芯片技術(shù)是按照有序排列在載體表面的大量生物分子的特異性親和反應(yīng)進(jìn)行分析，相對于傳統(tǒng)方法，生物芯片技術(shù)具有數(shù)據(jù)可靠且自動化程度高的特點。

結(jié)語：

21世紀(jì)的生物技術(shù)的時代，隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展，其在食品工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也會得到飛速發(fā)展。有效利用生物工程技術(shù)，不僅能夠大幅度提高食物的產(chǎn)量，還可以生產(chǎn)出符合人類營養(yǎng)要求的特定效用的食品。發(fā)展生物工程技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用，對于我國這樣一個處于高速發(fā)展中的人口大國來說，有著重大的戰(zhàn)略意義。

參考文獻(xiàn)：

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作者：薄惠 王輝 單位：黃河科技學(xué)院醫(yī)學(xué)院